Question

【題目】霧霾天氣嚴重影響了人們的身體健康，環境問題越來越受到人們的重視。汽車尾氣中含有較多的NO和CO，兩種氣體均會使人體中毒。處理大氣中的污染物，打響“藍天白云”保衛戰是當前的重要課題。

請回答下列問題

（1）一氧化碳、氫氣既是重要的能源，也可以催化還原NO等消除污染，還可以在一定條件下制取CH3OH。

已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1；

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=－571.6kJ·mol-1；

③H2O(g)=H2O(1) △H=－44kJ·mol-1。

寫出H2與NO反應生成N2和水蒸氣的熱化學方程式：__。

（2）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在密閉容器中充有10molCO和20molH2，在催化劑作用下發生反應生成甲醇，改變條件，測得CO的平衡轉化率與溫度(T)、壓強(p)的關系如圖所示。則該反應的△H___0(填“>”或“<”)。若達到平衡狀態A時，容器的體積為10L，則在平衡狀態B時平衡常數K=___。

（3）工業上采用加壓條件下，在含冷卻裝置的吸收塔中，以去離子水為吸收劑吸收NO，得到40%的硝酸。原理如下：

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=－114kJ·mol-1

3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g) △H=－69.92kJ·mol-1

采用降溫操作的一個原因是__。

（4）利用電解原理也可以處理工廠煙氣。如圖為工業生產模擬裝置。其中A、B為多孔電極(外接電源未畫出)，則A為___極(填“正”“負”“陰”或“陽”)，電極反應式為___。

Answer 1

【答案】2H2（g）+2NO（g）=2H2O（g）+N2（g） △H=-664.1kJmol-1 < 1 降低溫度平衡正向移動，硝酸高溫下易分解 陽極 SO2-2e-+2H2O=SO+4H+

【解析】

（1）已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1；②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=－571.6kJ·mol-1；③H2O(g)=H2O(1) △H=－44kJ·mol-1。根據蓋斯定律①-②-2×③得2H2（g）+2NO（g）=2H2O（g）+N2（g）△H=-664.1kJ·mol－1；故答案為：2H2（g）+2NO（g）=2H2O（g）+N2（g）△H=-664.1kJ·mol－1；

（2）根據圖可知，隨著溫度的升高，CO的轉化率降低，說明溫度升高不利于正反應，即該反應是放熱反應，△H＜0；

平衡狀態A時，CO的轉化率為0.5，容器的體積為10L，則有三段式：

則T1時，K==1，平衡狀態B與A溫度相同，則K不變。

故答案為：<；1；

（3）根據反應可知，以去離子水吸收劑吸收NO的反應為放熱反應，硝酸高溫下易分解，故采用降溫操作可以促進反應的進行同時防止硝酸的分解；故答案為：降低溫度平衡正向移動，硝酸高溫下易分解；

（4）根據圖示，總反應為：5SO2+2NO+8H2O=(NH4)2SO4+4H2SO4，則X溶液中的溶質是(NH4)2SO4、H2SO4；A極SO2失去電子發生氧化反應生成SO42－，則A為陽極，電極反應為：SO2-2e－+2H2O=SO+4H＋。故答案為：陽；SO2-2e－+2H2O=SO+4H＋。